工程认证背景下计算机网络课程体系建设研究

韩永奇，张旭宁，张芸，马丽，于合龙

(1.吉林农业大学，吉林长春130118；2.长春科技学院，吉林长春130600)

1 引言

国家纲要中指出，人才培养作为高校培养工作中的重中之重，着重培养学生的综合能力，强化学生创新意识，提高学生学习能力，进而提高人才的质量[1]。在工程教育专业认证的背景下，面对国家政策以及行业发展的需求，以学生为中心，根据人才培养方案以及毕业目标的要求，进一步构建工程认证背景下的课程的探索与改革，进而构建计算机网络课程体系，为学生在知识理论，综合能力，素质教育的共同发展中提供坚实的基础[2-4]。计算机网络是我校计算机专业的一门专业基础课程，该课程主要针对本科生进行教学，涵盖计算机科学与技术、物联网工程及数据科学与大数据技术三个专业，根据不同专业方向和层次学生的差异性，进行层次化教学，采取线上线下混合的教学方式，构建符合工程认证要求的教学体系，形成动态的、多层次的、结构化的计算机网络课程体系[5]。我校于2018年采取了计算机大类招生，其中的计算机科学与技术专业是国家一流本科专业，吉林省特色专业，2019年启动了计算机科学与技术专业工程教育专业认证工作。

2 发展趋势和学科背景

传统的计算机网络课程以理论教学为主，辅之一定数量的原理验证性实验和简单的网络设计实践[6]。在高等教育课堂中，采取封闭式的教学环境，教师围绕教材开展教学活动，单纯依靠讲述的方式进行讲解知识，又由于实验条件的限制教师不能提供切合网络工程实际进行演示，学生只能对学习内容进行被动接受，缺少自发思考的意识，不能深入地理解和掌握知识，并且学生层次差距明显，没有多层次化的教学，更加影响学生的学习效率和效果[7]。对学生的考核采用平时成绩(考勤、作业、实验报告)和期末考试成绩综合评价，从教学过程和考核方式上来看，并不能很好地体现“以学生为中心、成果导向和持续改进”的专业认证理念，需要进行进一步的改革[8]。因此，结合工程教育认证的模式来建设计算机网络课程体系具有较强的现实意义和推广价值。

3 计算机网络课程体系建设

3.1 教学内容设计

尽管传统的计算机网络技术已经相当成熟，但是网络的系统结构，基本原理和网络协议仍然是学习的重点。此外，新兴的网络技术，例如无线和5G移动网络，网络安全性和网络维护不断延伸到教学中，需要实时更新教学内容和实验指导[9-10]。在课堂教学中引入思政、科学研究和实际工程实例，以激发学生学习兴趣并加强互联网建设的思想。鼓励学生参加网络安全竞赛，网络工程师国考和思科、华为以及锐捷的企业认证，弥补课程上的限制，引导教师动能，深化和不断改革教育内容。

在课程大纲中根据培养目标以及毕业指标要求，计算机网络课程的学习应该注重学生的工程实践能力的培养，通过提升学生的动手实践能力巩固基本的理论知识，对课堂上的理论学习进行应用和创新，提高学生的网络素养，增强学生的综合能力。针对计算机专业的人才培养方案，将工程教育运用到实际的教学活动中，采取线上线下混合的教学方式，在讲解课程理论的同时提供仿真模拟软件进行实际的动手操作，完善实验实践教学，提供多样化的教学方式和考核方式，为学生进行多层次的学习提供保证，如图1 所示。这样的有机结合，在满足不同层次学生学习的需求下，不限制学生进行学习的时间，避免教师在日常的教学活动中，反复讲述相同问题影响课堂效率的问题，更好地提供教学的质量。

图1 计算机网络课程建设体系

3.1.1 线上课程建设

1)理论教学

首先让学生了解网络体系结构、物理层、数据链路层、局域网、网络层、传输层、应用层的服务，以及各层的主要协议的工作原理，其次是交换路由技术的学习，交换机、路由器的应用配置。在教学过程中，将课程的重点放在网络体系的构建中，了解网络各层常见协议的工作原理，理解网络互联的基本原理及网络工程的规划建设。

2)实践教学

在掌握基本理论后，引导学生理解并掌握针对常见的信息网络基础设施需求，能规划、设计计算机网络系统，实现交换路由配置，使之满足通信和资源共享的需求，并能够架设网络服务器提供常见的网络服务，为以后工程实际应用做好充足的准备。

3)案例教学

结合实际的思政、科研和前沿热点案例进行讲解，激发学生的学习兴趣，引导学生进行自发性的思考去解决问题，理解网络的原理，增强学生解决工程问题，掌握运用知识的能力。进而开拓了学生的视野，让他们更好地理解计算机网络的现状和未来。

3.1.2 线下课程建设

教师在进行日常理论教学中，要注重关注信息技术中计算机网络的原理与应用，利用固定的时间进行研讨交流，总结经验，时刻更新教学计划，更改教学方案，同时将这些内容更改到线上教学资源中，实现教学资源的大融合。这样的教学方式可以提高师生间进行教学互动的效率，激发学生自主学习的想法，由原本的流水线似的教学转变为启发式的教学，增加学生主观能动性，提高教学效率。

3.2 教学资源建设

教学资源从两方面进行考虑，分别为教学实施的环境以及师资的力量。

工程教育的显著特征是实施环境，最基本的任务是建设好教学场地和提供教学软硬件资源，并且要通过不断改善教育环境和资源配置。使用模拟仿真平台，使抽象的理论具体化、实例化，加深学生对互联网的感性认识，并增强他们对原理的理解。更新实验室的交换机和路由器，以架构大中型网络，提高学生网络设计、设备配置、故障诊断等工程能力，逐步增加无线，移动网络和安全设备的投入。

教师是工程教育认证的基本保证。教师除了理论水平高外，还要对计算机网络行业保持高度关注和熟悉，具备强大的工程能力，提高教学创新能力，为学生提供强有力的指导。从技能预备能力的角度来看，为了加强教师的工程学教育和训练，最好通过网络领域的一些工程学认定评估，使教师能够向双重资格的方向成长，改进团队建设。

3.3 教学质量评价

结合工程认证考核方式以及计算机网络课程的抽象和实用特性，优化评估方法，在考试方案上增加学习通视频预习、网络工程设计论证报告等形式。闭卷考试占50%、视频预习10%、网络工程设计论证报告10%、翻转教学10%、作业10%、出勤及平时表现10%。考试试卷符合支持毕业要求的相关指标，应集中解决复杂的工程问题上，提高任务的完成度。

3.4 增加校企合作

作为工程教育认定的基准之一，专业是与企业合作建立实习研修的基地，企业在教育过程中向学生提供工程实习平台是必要条件。近年来，学校和企业的合作坚持了“学生本位”“实践育人”“就业导向”的教育理念，这种革新的工程教育人才模式有助于培养学生的综合素质和构建高水平的教育队伍。在线上课程的教育中，可以参照这个模式，让学生访问企业网络中心，提高专业意识，邀请企业工程师来指导课程设计，促进生产、教育、研究的整合。

图2 学习通线上实验资源截图

图3 学习通线上案例库截图

4 结论

本文针对工程认证背景下计算机网络课程体系建设的研究，构建了多角度、多层次的课程体系，在本校的三个专业中不断进行优化调整，尽可能地完善成一个完整可持续的体系结构。在计算机网络教学的过程中，通过不断地发现在构建课程系统中遇到的新问题，寻求解决新问题的方法和方式，并持续改善计算机网络课程体系。通过提高课堂的教学效果，结合自身学校的特点，按照人才培养的策略以及学生毕业标准，实时地调整培养方案和课程大纲，为我校计算机专业提供良好的就业基础，加速实现为未来职业生涯提供可持续发展的网络工程人才。